Modelling of viscoacoustic wave propagation in transversely isotropic media using decoupled fractional Laplacians     

Zhihao Qiao  Chengyu Sun  Jie Tang 《Geophysical Prospecting》2020,68(8):2400-2418

A new wave equation is derived for modelling viscoacoustic wave propagation in transversely isotropic media under acoustic transverse isotropy approximation. The formulas expressed by fractional Laplacian operators can well model the constant-Q (i.e. frequency-independent quality factor) attenuation, anisotropic attenuation, decoupled amplitude loss and velocity dispersion behaviours. The proposed viscoacoustic anisotropic equation can keep consistent velocity and attenuation anisotropy effects with that of qP-wave in the constant-Q viscoelastic anisotropic theory. For numerical simulations, the staggered-grid pseudo-spectral method is implemented to solve the velocity–stress formulation of wave equation in the time domain. The constant fractional-order Laplacian approximation method is used to cope with spatial variable-order fractional Laplacians for efficient modelling in heterogeneous velocity and Q media. Simulation results for a homogeneous model show the decoupling of velocity dispersion and amplitude loss effects of the constant-Q equation, and illustrate the influence of anisotropic attenuation on seismic wavefields. The modelling example of a layered model illustrates the accuracy of the constant fractional-order Laplacian approximation method. Finally, the Hess vertical transversely isotropic model is used to validate the applicability of the formulation and algorithm for heterogeneous media.  相似文献   

甘肃省地热资源赋存特征及潜力评价     

谢娜  喻生波  丁宏伟  张明泉 《中国地质》2020,47(6):1804-1812

甘肃省地热资源丰富，其地热资源的开发利用具有较大的潜力。本文介绍了甘肃省地热资源分布概况，结合地区构造、地热水化学特征、地热资源量及开发利用现状探讨了甘肃隆起山地对流型与沉积盆地传导型地热资源的赋存特征，并对两种类型地热资源潜力进行了分析评价。结果表明，沉积盆地地热资源分布于河西、陇西及陇东盆地等，热储类型为裂隙型和孔隙型，热储层自元古宙至新生代均有发育，岩性以砂岩为主；隆起山地型地热资源主要分布于祁连山和西秦岭造山带，热储类型为断裂破碎带，岩性以花岗岩为主；通过潜力计算得知，全省热量开采系数≥0.4的仅占29.17%，表明目前甘肃地热资源开采程度较低，开采潜力较大。  相似文献   

基于计算机视觉的头足类角质颚特征研究Ⅰ:轮廓与特征点提取     

贺芊菡  孙翁杰  刘必林  孔祥洪  林龙山 《海洋与湖沼》2020,51(6):1493-1500

轮廓与特征点研究是头足类角质颚形态特征鉴别的基本方法，对于轮廓与特征点的提取最常用的方法是手动描绘与标定，利用计算机视觉进行轮廓与特征点的提取，不仅可以降低手动提取带来的误差、提高准确性，而且更加快速、便捷。文章将利用计算机视觉提取头足类角质颚的轮廓与特征点，首先将自制装置拍摄得到的角质颚三视图放入MTALAB软件中进行编程处理，然后利用Canny算法提取角质颚轮廓，最后根据地标点的定义标定特征点位置并建立空间坐标系得到角质颚的特征点坐标。研究结果显示，利用计算机视觉提取角质颚的轮廓图像以及特征点坐标是可行的，当标准差σ取值为0.1时角质颚轮廓图效果最佳，在得到的轮廓图上进行特征点的标定，通过迭代遍历轮廓图获得各个特征点的空间坐标。研究分析认为，将计算机视觉应用于头足类角质颚形态学的研究可以提高研究的便捷性，同时也为后续的研究提供了新的实验思路和方法。  相似文献   

木本植被覆盖岸坡上波浪爬升过程的数值模拟研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

徐海珏  胡萍  白玉川  杨波 《海洋学报》2020,42(3):10-24

近岸木本植物构成的生态缓冲带作为新型的海岸软防护结构，兼具功能性和生态友好性，在沿海工程建设中愈发受到关注，如何深入开展其防护效果的机理研究是目前亟待解决的问题。本文采用数值模拟方法，在N-S方程中分别考虑树枝和树干的拖曳力影响，提出了木本植被作用下波浪沿斜坡爬升的表面波衰减的连续介质等效模型，并采用MAC法来跟踪自由曲面上的水颗粒轨迹。本文以波浪沿1/30的斜坡爬升为算例，对比讨论了有无植被作用下波浪的传播过程，并将算例结果与以往试验结果规律进行对照，验证了数值模型的有效性。最后，分别讨论了植物枝干的高度、密度、树枝倾斜角度等植被特性和波浪因素对植被消浪效果的影响，得到植被消浪的基本规律。文中的计算结果也可为实际的护岸工程和生态景观设计提供参考。  相似文献   

基于GPU加速的Boussinesq类波浪传播变形数值模型     

孙家文  朱桐  房克照  刘忠波 《海洋工程》2020,38(2):111-119

Boussinesq波浪模型是一类相位解析模型,在时域内求解需要较高的空间和时间分辨率以保证计算精度。为提高计算效率,有必要针对该类模型开展并行算法的研究。与传统的中央处理器(CPU)相比,图形处理器(GPU)有大量的运算器,可显著提高计算效率。基于统一计算设备架构CUDA C语言和图形处理器,实现了Boussinesq模型的并行运算。将本模型的计算结果同CPU数值模拟结果和解析解相比较,发现得到的结果基本一致。同时也比较了CPU端与GPU端的计算效率,结果表明,GPU数值模型的计算效率有明显提升,并且伴随数值网格的增多,提升效果更为明显。  相似文献   

云南小江流域典型泥石流沟中底栖动物群落特征及其对河流地貌的响应   总被引：2，自引：2，他引：0  

朱朋辉  潘保柱  李志威  蒋小明  赵娜  赵耿楠  何浩然 《湖泊科学》2019,31(3):869-880

云南小江流域为典型干热河谷区，该区域干热少雨，流域内泥石流沟众多，生态环境十分脆弱.2017年4月和9月对小江流域的吊嘎河、蒋家沟、蓝泥坪沟、清水沟、陶家小河5条泥石流沟及小江干流开展了系统调查，旨在摸清5条泥石流沟及小江干流河流地貌、水环境及底栖动物群落现状，分析不同河床结构发育程度的泥石流沟间的底栖动物群落差异，揭示底栖动物对反映河床结构发育程度的河流地貌特征参数凹凸度的响应关系.调查期间于5条泥石流沟及小江干流中共采集到底栖动物70种，隶属于4门6纲38科69属，其中环节动物6种，软体动物2种，节肢动物61种，扁形动物1种.从种类类群来看，5条泥石流沟及小江干流的底栖动物物种数、密度、生物量上均以节肢动物占绝对优势，分别占总量的78.0%~92.5%、98.7%~100%、65.0%~100%.从功能摄食类群上来看，5条泥石流沟及小江干流底栖动物密度上均以直接收集者为主，占总量的74.3%~96.3%.回归分析表明，5条泥石流沟中底栖动物物种数、密度及生物量均与河流地貌特征参数凹凸度呈正相关关系，由此可见，发育良好的河床结构在维持河流地貌稳定和改善河流生态方面起着举足轻重的作用.本研究结果可为小江流域山区河流泥石流沟河床结构重建及生态修复提供科学依据.  相似文献   

基于深度残差网络的机载LiDAR点云分类     

赵传  郭海涛  卢俊  余东行  张保明 《测绘学报》2020,49(2):202-213

机载LiDAR点云的分类是利用其进行城市场景三维重建的关键步骤之一。为充分利用现有的图像领域性能较好的深度学习网络模型,提高点云分类精度,并降低训练时间和对训练样本数量的要求,本文提出一种基于深度残差网络的机载LiDAR点云分类方法。首先提取归一化高程、表面变化率、强度和归一化植被指数4种具有较高区分度的点云低层次特征;然后通过设置不同的邻域大小和视角,利用所提出的点云特征图生成策略,得到多尺度和多视角点云特征图;再将点云特征图输入到预训练的深度残差网络,提取多尺度和多视角深层次特征;最后构建并训练神经网络分类器,利用训练的模型对待分类点云进行预测,经后处理得到分类结果。利用ISPRS三维语义标记竞赛的公开标准数据集进行试验,结果表明,本文方法可有效区分建筑物、地面、车辆等8类地物,分类结果的总体精度为87.1%,可为城市场景三维重建提供可靠的信息。  相似文献   

一种模拟非均匀介质中弹性波传播新的k-space方法          下载免费PDF全文

黄继伟  刘洪 《地球物理学报》2020,63(8):3091-3104

传统的伪谱(PS)方法,采用傅里叶变换(FT)计算空间导数具有很高的精度,每个波长仅需要两个采样点,而时间导数采用有限差分(FD)近似因而精度较低.当采用大时间步长时,由于时空精度不平衡,PS法存在不稳定性问题.原始的k-space方法可以有效地克服这些问题但是却无法适用于非均匀介质.为了提高原始k-space方法模拟非均匀介质波动方程的精度,我们提出了一种新的k-space算子族.它是用非均匀介质的变速度代替原k-space算子中的常数补偿速度构造得到,引入低秩近似可以高效求解.我们将构造的新的k-space算子应用于耦合的二阶位移波动方程,而不是交错网格一阶速度应力波动方程,使模拟弹性波的计算存储量减少.我们从数学上证明了基于二阶波动方程的k-space方法与基于一阶波动方程的k-space方法是等价的.数值模拟实验表明,与传统的PS、交错网格PS和原始的k-space方法相比,我们的新方法可以在时间和空间步长较大的均匀和非均匀介质中,为弹性波的传播提供更精确的数值解.在保持稳定性和精度的同时,采用较大的时空采样间隔,可以大大降低数值模拟的计算成本.  相似文献   

内含裂隙角的恐龙化石轴向受压数值试验及裂纹扩展机理研究          下载免费PDF全文

杜圣贤  陈军  于学峰  贾超  张尚坤  宋香锁  罗文强 《山东国土资源》2019,35(5)

面临众多古生物化石遭受风化破坏的现实,恐龙化石保护是一项世界性难题。化石的风化原因多种多样,其中化石内部裂隙是导致恐龙化石风化、破坏的重要因素。该文以岩石断裂力学为理论依据,模拟分析内含裂隙的恐龙化石在压力作用下的破坏情况。通过数值模拟的方法,进行了内含裂隙恐龙化石数值压缩试验,并对内含裂隙的恐龙化石裂纹扩展机理进行了研究。研究结果表明,随着裂隙角度增大,开裂角逐渐减小,裂隙处特别是两端应力集中,其他部位应力较低、分布均匀;裂纹扩展是从裂纹尖端起裂,最终裂纹扩展到边缘。此研究结果为揭示恐龙化石风化机理和开展保护提供了基础参考资料。  相似文献   

自由段先注浆对预应力锚索抗拔试验结果影响研究     

杨庆光  柳雄  刘杰  何杰  梁凌川  陈斌 《岩土力学》2020,41(10):3317-3325

为了解决无法采用已注浆锚索进行抗拔试验问题，基于界面脱黏剪切模型，利用荷载传递和弹性变形理论，考虑锚索锚固段与自由段长度比Lb /La的影响，建立了采用自由段已注浆锚索抗拔试验结果评价锚索抗拔性能的方法。结果表明：自由段注浆对锚索抗拔力有较大幅度的提高，尤其是当界面剪切阶段由弹性向脱黏过渡时，提高比例快速增加，并在脱黏后逐渐趋于稳定。其次，锚索自由段与锚固段交界面处剪切位移和轴力最大，并向两端逐渐降低。随着拉拔力的提高，界面剪切位移和轴力都不断增大，同时向锚索两端的衰减速度也加快。此外，弹性阶段时剪应力曲线为山峰型，而脱黏阶段为马鞍型，并随抗拔力的提高，马鞍开口逐渐扩大。最后，锚固段与自由段长度比Lb /La对锚索极限抗拔力的影响较小，其极限抗拔力折减系数?Q取值介于0.81～0.83之间，且Lb /La =2.5时，?Q计算值仅比实测结果小6.02%，验证了本文方法的可行性。  相似文献